(57)【要約】【課題】  光学的アイソレーションに優れた一パッケージ型の双方向光モジュールを提供する。【解決手段】  光モジュールは、フィルタ、受光素子、発光素子、ブロック、及び、パッケージを備えている。フィルタは、第１の波長の光を透過し、第２の波長の光を反射する特性を有する。受光素子は、フィルタを透過した第１の波長の光を受光する。発光素子は、フィルタによって反射されるよう第２の波長の光を出射する。ブロックは、フィルタを搭載するための部品である。ブロックは、フィルタを搭載する斜面を有している。この斜面は、発光素子の光の出射方向及び第１の波長の光の通過方向に交差する面に沿っている。ブロックは、フィルタを透過した第１の波長の光が通過する空間を提供している。この空間は、第１の波長の光の通過方向に直交する断面において三角形の少なくとも一部を形成している。【選択図】  図９
2010039115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一のファイバが出射する第１の波長の光を透過し、該第１の波長とは異なる第２の波長の光を反射するフィルタと、
前記フィルタを透過した前記第１の波長の光を受ける受光素子と、
前記第２の波長の光を前記フィルタに向けて出射する発光素子と、
前記発光素子の光の出射方向及び前記第１の波長の光の通過方向のいずれにも交差する面に沿った斜面であって、前記フィルタを搭載するための該斜面を有するブロックと、
前記フィルタ、前記受光素子、前記発光素子、及び、前記ブロックを収容するパッケージと、
を備え、
前記ブロックは前記第１の波長の光が通過する空間を有し、該空間の前記第１の波長の光の通過方向に直交する断面が三角形である、
光モジュール。
【請求項２】
前記ブロックは、前記空間を画成する二つの平面を有しており、
前記二つの平面は、前記第１の波長の光の通過方向に延びており、且つ、前記発光素子からの距離が離れるにつれて、該二つの面の間の空間が狭くなるように設けられている、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記パッケージは、前記受光素子を搭載する搭載面を有しており、
前記ブロックは、一対の側壁と、該一対の側壁の間に位置する支持部とを有し、且つ、前記搭載面に接する第１の底面を含んでおり、
前記斜面は、前記支持部によって提供されており、
前記支持部は、前記搭載面と前記斜面との間に、前記搭載面から離間した第２の底面を含んでおり、
前記第２の底面と前記一対の側壁とが、前記受光素子を配置する空間を画成している、
請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記搭載面と前記一対の側壁の頂部との間の距離は、前記搭載面と前記斜面との間の距離より小さい、
請求項３に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記発光素子を搭載するための搭載部材を更に備え、
前記搭載部材は金属製であって、前記一対の側壁の間に置かれており、前記受光素子を配置する前記空間を画成している、
請求項３又は４に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記第２の底面には、前記第２の波長の光を遮断するための光学フィルタが設けられている、請求項３〜５に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記波長カットフィルタの光軸が、前記受光素子の光軸に平行である、請求項６に記載の光モジュール。
【請求項８】
光モジュールを製造する方法であって、
発光素子及び受光素子を、それぞれの所定の位置に配置する工程と、
フィルタを搭載したブロックを移動する工程であって、該フィルタは、前記受光素子へと第１の波長の光を通過させ、前記発光素子からの第２の波長の光を反射するためのフィルタである、該工程と、
を含み、
前記ブロックを移動する工程では、前記受光素子の光軸上に配置した画像取得装置によって観察される画像において前記受光素子の画像と前記フィルタによる反射を介して取得される前記発光素子の画像とが所定の位置関係となるように、前記ブロックが移動される、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一本のファイバに対して送信、受信の双方向の光通信を可能とする一芯双方向光モジュール及びその製造方法に関し、特に、発光デバイスと受光デバイスとが一つの筐体内に収容されている一パッケージ型一芯双方向光モジュール及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市型の光通信システムが一般的になってきている。このシステムでは、既設ファイバを有効に利用するために、送信と受信の双方を、波長を変えて行う形態が採用されている。すなわち、送信は波長１．３１μmの信号光で、受信は波長１．４９μm又は１．５５μmの信号光で行われる。これら信号は、いずれもデジタル信号の送受を意図したものである。さらに、映像信号等のアナログ信号をも同一のファイバで送信するシステムが提案されている。このようなシステムは、波長１．５５μmの信号光をアナログ光信号として用い、波長１．４９μmの信号光をデジタル光信号として用いるシステムである。
【０００３】
このようなシステムに用いられる双方向モジュールとしては、筐体内に発光素子を搭載した送信モジュールと別の筐体内に受光素子を搭載した受信モジュールとを、ＷＤＭユニット（波長合／分波ユニット）を用いて一体に組み立てたものがある。このような形態の双方向モジュールでは、送信モジュールと受信モジュールとを一体に組み立てる作業が必要となるので、そのコストが割高になってしまう。また、このような双方向モジュールは、別個の二つの筐体を用いているので、そのサイズが大きいものとなる。
【０００４】
以上のような問題に対する解決策として、半導体レーザ等の発光素子と、フォトダイオード等の受光素子とを一つの筐体内に収容する一パッケージ型の双方向光モジュールが提案されている。
【０００５】
一パッケージ型の双方向光モジュールとしては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１に開示の光モジュールは、半導体レーザ（ＬＤ）、フォトダイオード（ＰＤ）、ＷＤＭフィルタ、プリアンプ、カバー、及び、パッケージを備えている。ＬＤ、ＰＤ、ＷＤＭフィルタ、プリアンプ、及びカバーは、パッケージ内部に収容されている。
【０００６】
ＬＤの出射光はパッケージのステムに平行に出射され、ＷＤＭフィルタで反射され、ステムに対して略直角に曲げられて、レンズで集光された後、光ファイバに結合する。一方、この光ファイバから出射した光はレンズで集光された後、ＷＤＭフィルタを透過して、ステム上に実装されたＰＤに入射する。
【０００７】
一パッケージ型の双方向光モジュールでは、送信部と受信部との間の電気的なクロストーク及び光沢的なクロストークが常に問題となる。すなわち、ＬＤは大きな電流を変調（On/Off）することにより、このOn/Offに同期した信号光を生成する。大きな電流をOn/Offすること（スイッチングすること）で、電磁誘導雑音が生ずるのは必須である。ＰＤは極微弱光を受光してこれを電気信号に変換するが、ＬＤの駆動電流が、ＰＤの受信状態に影響を与えてしまう。
【０００８】
また、ＬＤから出射された光が、光ファイバと結合する前にパッケージ内で乱反射して迷光となり、迷光の一部がＰＤに入射することもある。ＰＤは、一般にＬＤの出射光の波長帯にも受信感度を有しているので、迷光がＰＤの受信状態を阻害することもある。
【０００９】
特許文献１に開示の光モジュールでは、パッケージ内部に設けた導電性のカバーによってＰＤ及びプリアンプが覆われている。このカバーの一部には孔が設けられており、この孔を塞ぐようにＷＤＭフィルタがカバーに取り付けられている。この光モジュールでは、送信部と受信部との間の電気的アイソレーション及び光学的アイソレーションが、このカバーによって試みられている。
【特許文献１】特開２００４−１３３４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一パッケージ型の双方向光モジュールには、電気的アイソレーション及び光学的アイソレーションの更なる特性向上が要請されている。
【００１１】
本発明は、特に、光学的アイソレーションに優れた一パッケージ型の双方向光モジュールを提供することを目的としている。また、本発明は、一パッケージ型の双方向光モジュールの製造方法を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明者は、特許文献１に開示の光モジュールであっても、迷光の一部がＰＤに入射することがあることを見出した。本願発明者は、この現象について研究した結果、カバーの孔の形状が迷光のＰＤへの入射に影響しているという知見を得た。本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。
【００１３】
本発明の光モジュールは、フィルタ、受光素子、発光素子、ブロック、及び、パッケージを備えている。フィルタは、一のファイバが出射する第１の波長の光を透過し、第１の波長とは異なる第２の波長の光を反射する特性を有する。受光素子は、フィルタを透過した第１の波長の光を受けて、この光の量に応じた光電流を出力する素子である。発光素子は、第２の波長の光をフィルタに向けて出射する素子である。ブロックは、フィルタを搭載するための部品である。ブロックは、斜面を有している。この斜面は、発光素子の光の出射方向及び第１の波長の光の通過方向の何れにも交差する面に沿っている。フィルタは、この斜面に搭載されている。パッケージは、フィルタ、受光素子、発光素子、及び、ブロックを収容している。ブロックは、フィルタを透過した第１の波長の光が通過する空間を提供している。この空間は、第１の波長の光の通過方向に直交する断面において三角形の少なくとも一部を形成している。
【００１４】
一般的には、フィルタを透過した第１の波長の光を通過させるために、ブロック或いはカバーに設けた空間、即ち孔は円形の断面形状を有している。円形の断面形状の孔を画成する面は、あらゆる方向に光を反射する。したがって、当該面によって反射された迷光の一部が受光素子によって受光されることがある。
【００１５】
一方、本発明のブロックが提供する空間は、その断面が三角形の一部を構成しているので、この空間を画成するブロックの面は、特定の方向にのみ光を反射することができる。したがって、本発明の光モジュールは、上記空間に入り込む光を受光素子に向かう方向とは異なる方向に反射させることが可能である。
【００１６】
ブロックは、次の構成を有し得る。すなわち、ブロックは、上述の空間を画成する二つの平面を有し得る。二つの平面は、第１の波長の光の通過方向に延びており、且つ、発光素子からの距離が離れるについて、該二つの面の間の空間が狭くなるように設けられている。
【００１７】
本発明の光モジュールは、次の構成を有していてもよい。すなわち、パッケージは、受光素子を搭載する搭載面を有している。ブロックは、一対の側壁と、支持部と、第１の底面と、を有し得る。支持部は、一対の側壁の間に位置している。第１の底面は、搭載面に接する面である。支持部は、上記斜面を提供している。支持部は、搭載面と斜面との間に、第２の底面を含んでいる。この第２の底面は、搭載面から離間している。第２の底面と前記一対の側壁とは、受光素子を配置する空間を画成している。この構成によれば、ブロックによって発光素子と受光素子とのアイソレーションがより確実なものとされる。
【００１８】
搭載面と一対の側壁の頂部との間の距離は、搭載面と斜面との間の距離より小さいことが好ましい。この構成では、斜面より側壁の高さが小さいので、第１の波長の光が通過する空間を画成する面で反射された迷光を、側壁の頂部の上の空間に逃がすことができる。
【００１９】
本光モジュールは、発光素子を搭載するための金属製の搭載部材を更に備え、当該搭載部材が、一対の側壁の間に置かれており、受光素子を配置する上述の空間を画成していることが好ましい。この構成では、金属製の搭載部材を受光素子と発光素子との間に介在させているので、受光素子と発光素子とのアイソレーションがより確実なものとなる。
【００２０】
第２の底面には、第２の波長の光を遮断するための光学フィルタが設けられていることが好適である。この構成によれば、発光素子と受光素子との光学的なアイソレーションがより確実なものとなる。また、波長カットフィルタの光軸は、受光素子の光軸に平行であることが好適である。
【００２１】
本発明は別の側面は、光モジュールを製造する方法に関する。この方法は、（ａ）発光素子及び受光素子を、それぞれの所定の位置に配置する工程と、（ｂ）フィルタを搭載したブロックを移動する工程であって、フィルタは、受光素子へと第１の波長の光を通過させ、発光素子からの第２の波長の光を反射するためのフィルタである、該工程と、を含む。ブロックを移動する工程では、受光素子の光軸上に配置した画像取得装置によって観察される画像において受光素子の画像とフィルタによる反射を介して取得される発光素子の画像とが所定の位置関係となるように、ブロックが移動される。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、光学的アイソレーションに優れた一パッケージ型の双方向光モジュールが提供される。また、一パッケージ型の双方向光モジュールの製造に好適な製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２４】
図１は、一実施形態に係る双方向光モジュールを一部破断して示す斜視図である。図２は、図１に示す光モジュールを、キャップを取り除いて示した平面図である。図２に示す平面図は、光モジュールをレンズ側から見た平面図である。図１及び図２に示す光モジュール１は、パッケージ１０、受光素子１２、発光素子１４、ＷＤＭフィルタ１６、及びブロック１８を備えている。
【００２５】
パッケージ１０は、受光素子１２、発光素子１４、ＷＤＭフィルタ１６、及びブロック１８等の部品を搭載し、且つ、収容するための部品である。パッケージ１０は、ステム１０ａ、複数のリードピン１０ｂ、キャップ１０ｃ、及びレンズ１０ｄを含んでいる。
【００２６】
ステム１０ａは、略円板状の金属製の部材である。ステム１０ａは、受光素子１２、発光素子１４、ＷＤＭフィルタ１６、及びブロック１８等の部品を搭載するための搭載面１０ｅを有している。ステム１０ａは、複数の孔を有しており、これら孔に複数のリードピン１０ｂが通っている。ステム１０ａとリードピン１０ｂとの間には、絶縁性の封止部材、例えば、シールガラスが設けられている。受光素子１２、発光素子１４等のデバイスは、これらリードピン１０ｂと電気的に接続されている。
【００２７】
キャップ１０ｃは、略円筒状の金属製の部材である。キャップ１０ｃは、搭載面１０ｅに固定される一端と、レンズ１０ｄを保持する他端とを有する。キャップ１０ｃのステム１０ａへの固定は、例えば、プロジェクション溶接によって行われ得る。レンズ１０ｄとキャップ１０ｃの他端との間は、シールガラスといった封止部材によって封止されている。
【００２８】
受光素子１２は、フォトダイオード（ＰＤ）である。ＰＤ１２は、単一の光ファイバＯＦから出射されてレンズ１０ｄを経てＷＤＭフィルタ１６によって透過された第１の波長の光を受光して、その光の量に応じた光電流を出力する。第１の波長は、例えば、１．４９μm又は１．５５μmである。
【００２９】
光モジュール１では、ＰＤ１２は、ステム１０ａの搭載面１０ｅ上であって当該搭載面１０ｅの略中央に、サブマウント２０を介して搭載されている。光モジュール１は、プリアンプ２２を更に備えている。プリアンプ２２は、ＰＤ１２の近傍に配置されており、ＰＤ１２の生成した光電流を増幅し、相補的な出力電圧信号を出力する。この出力電圧信号は、リードピン１０ｂのうち、プリアンプ２２の両側に配置された二本のリードピン１０ｂ１を介して、モジュールの外に取り出される。すなわち、ＰＤ１２とプリアンプ２２が並ぶ方向に交差する方向においてプリアンプ２２の両側に、二つのリードピン１０ｂ１が設けられている。したがって、プリアンプ２２、は二本のリードピン１０ｂ１とＰＤ１２とで形成される三角形（二等辺三角形）の中央において、ステム１０ａ上に直接搭載されている。
【００３０】
発光素子１４は、半導体レーザ（ＬＤ）であり、第２の波長の光を出射するものである。ＬＤ１４から出射される光の波長は、例えば、１．３１μｍである。ＬＤ１４から出射された光は、搭載面１０ｅと略平行に進み、フィルタ１６で反射されることによって約９０度方向を変えて、レンズ１０ｄによって集光される。レンズ１０ｄで集光された後、ＬＤ１４からの光は、単一の光ファイバＯＦに結合される。
【００３１】
ＬＤ１４は、ＰＤ１２が設けられた位置とは、ブロック１８を基準にして反対側の位置に配置されている。即ち、ＬＤ１４は、当該ＬＤ１４とＰＤ１２との間にブロック１８が位置するように、設けられている。ＬＤ１４は、当該位置において、ＬＤサブマウント２４及び配線基板２６を介して、搭載面１０ｅ上に搭載されている。この配線基板２６上の配線と、リードピン１０ｂのうちＬＤ用のリードピン１０ｂ２とはボンディングワイヤによって結線されている。
【００３２】
リードピン１０ｂのうちＬＤ１４の背面側に位置するリードピン１０ｂ３の先端には、ＰＤ２８が直接搭載されている。ＰＤ２８は、ＬＤ１４が出射する光のうちの背面光を受光して、当該背面光の量に応じた光電流を出力する。ＰＤ２８の出力信号は、ＬＤ１４の出射光の強度を一定に保つようＬＤ１４の駆動条件を自動的に制御するために利用される。したがって、ＰＤ２８は、モニタＰＤと呼ばれる。また、この制御は、ＡＰＣ（Auto-Power  Control）と呼ばれる制御である。
【００３３】
モニタＰＤ２８を搭載するリードピン１０ｂ３の先端部は、例えば２０〜３０°の角度で僅かに曲げられている。これは、ＬＤ１４の背面光が、モニタＰＤ２８の表面で反射されて、戻り光として再びＬＤ１４に入射し、この戻り光がＬＤ１４の雑音源となることを防ぐためである。
【００３４】
本光モジュール１では、受信部（ＰＤ１２を搭載する部位）と送信部（ＬＤ１４を搭載する部位）との間に、ブロック１８が設けられている。ブロック１８は導電性材料、例えば、金属で形成されている。このブロック１８の一面を、搭載面１０ｅに対して傾斜させた面とし、当該面にＷＤＭフィルタ１６を装着することで、受信部、送信部、及びＷＤＭフィルタ１６に要請される光学系を実現している。
【００３５】
このように、受信部と送信部との間にブロック１８を挟み込むことによって、受信部と送信部との間のアイソレーションが実現されている。即ち、ブロック１８の導電性によって、受信部と送信部との間の電気的アイソレーションが実現されている。また、後述するようなブロック１８が提供する構成によって、ＬＤ１４が出射する光が、ＰＤ１２に入射しない系、即ち光学的アイソレーションが実現されている。
【００３６】
以下、ブロック１８について、詳細に説明する。図３及び図４は、ブロックの一例を示す斜視図である。図３は、ブロック１８を上方から見た斜視図であり、図４は、ブロック１８を下方から見た斜視図である。また、図５は、図３に示すブロックを一部破断して示す斜視図である。
【００３７】
ブロック１８は、一対の側壁１８ａ、中央壁１８ｂ、及び支持部１８ｃを有している。中央壁１８ｂ及び支持部１８ｃは、一対の側壁１８ａの間に位置している。ブロックの上面１８ｄは、一対の側壁１８ａ及び支持部１８ｃによって画成されている。また、ブロックの第１の底面１８ｅは、一対の側壁１８ａと中央壁１８ｂとによって画成されており、略Ｈ字型の平面形状を有している。この第１の底面１８ｅは、ステム１０ａの搭載面１０ｅに接触する面である。
【００３８】
支持部１８ｃは、斜面１８ｆを含んでいる。この斜面１８ｆは、上面１８ｄから下方に向けて傾斜して、中央壁１８ｂの頂部に連続している。斜面１８ｆは、ＬＤ１４の出射方向ＺＬ及び第１の波長の光の通過方向Ｚに交差する面である。この斜面１８ｆ上には、ＷＤＭフィルタ１６が装着されている。
【００３９】
支持部１８ｃは、第２の底面１８ｇを含んでいる。第２の底面１８ｇは、ブロック１８がステム１０ａに搭載されたときに、ステム１０ａの搭載面１０ｅと斜面１８ｆの間に位置する。この第２の底面１８ｇは、ステム１０ａの搭載面１０ｅと対面しており、搭載面１０ｅから離間している。即ち、第２の底面１８ｇから上面１８ｄまでの距離は、第１の底面１８ｅから上面１８ｄまでの距離よりも短くなっている。
【００４０】
支持部１８ｃは、斜面１８ｆから第２の底面１８ｇまで延びる空間１８ｈを提供している。本実施形態では、空間１８ｈは、貫通孔となっている。この空間１８ｈは、光ファイバＯＦから出射された第１の波長の光が通過する空間である。
【００４１】
また、第２の底面１８ｇには、この貫通孔１８ｈを塞ぐように、光学フィルタ３０が装着されている。光学フィルタ３０は、第２の波長の光を遮断する特性を有する。したがって、ＬＤ１４からの光が乱反射されてブロック１８を通過しようとしても、光学フィルタ３０によって遮断される。なお、本実施の形態では、第２の底面１８ｇと搭載面１０ｅは略平行になっており、この第２の底面１８ｇに装着された光学フィルタ３０の光軸が、ＰＤ１２の光軸と平行になっている。
【００４２】
中央壁１８ｂは、ＬＤ１４の光の出射方向ＺＬに交差する面に沿って延びている。中央壁１８ｂは、空間１８ｉ及び空間１８ｊを画成している。空間１８ｉは、ＬＤ１４と中央壁１８ｂとの間に位置する空間であり、空間１８ｊは、中央壁１８ｂを基準にして空間１８ｉとは反対側に位置している。
【００４３】
中央壁１８ｂは、第１の底面１８ｅまで延びており、搭載面１０ｅに接している。空間１８ｊは、この中央壁１８ｂによって、ＬＤ１２側、即ち、前方側を囲まれている。また、空間１８ｊは、一対の側壁１８ａによって、その両側を囲まれており、また、光学フィルタ３０が装着された第２の底面１８ｇによって、その上方を覆われている。一方、空間１８ｉは、中央壁１８ｂと一対の側壁１８ａによって囲まれている。
【００４４】
このような空間１８ｉ内に、ＬＤ１４及びＬＤサブマウント２４が配置されており、また、空間１８ｊ内に、ＰＤ１２、サブマウント２０等が配置されている。したがって、送信部と受信部とを互いに分離して電気的にシールドすることが可能である。
【００４５】
図６は、図２に示すＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。図６は、ＰＤ１２、ＬＤ１４、ＷＤＭフィルタ１６、及び、ブロック１８の位置関係を示している。ＬＤ１４から出射される光は、その光軸Ｌｚに対してガウス分布に従い、広がり角が1/ｅ2の半値幅で２０〜２５°程度にも達する。従って、ＷＤＭフィルタ１６の大きさとして、この様に大きな広がり角を有する光を効率よく分離（反射／透過）するものでなければならない。例えば、ＷＭＤフィルタ１６は、広がり角±３０°の光に対応することが必要である。しかしながら、ＷＤＭフィルタ１６への入射角が大きくなってくると（入射角が４５°から大きく外れてくると）、フィルタ１６の波長弁別性能が劣化してしまう。
【００４６】
図７は、波長１．３１μｍ以下の波長の光を反射し、それ以上の波長の光を透過するように設計されたＷＤＭフィルタの、透過率の入射角依存性を示している。図７における横軸は、光の波長を示しており、縦軸は、ＷＤＭフィルタの透過率を示している。また、図７では、最も太い実線で示す特性、この線より細い実線で示す特性、点線で示す特性、一点鎖線で示す特性、二点差線で示す特性はそれぞれ、ＷＤＭフィルタに対する光の入射角が７５°、６０°、４５°、３０°、１５°の場合の特性である。なお、図７に示す特性は、ＬＤの出射光のs波（偏光方向がWDMフィルタの入射面に垂直な方向）成分についての特性である。
【００４７】
入射角７５°（中心４５°からプラス３０°オフセット）では、１．３１μmの波長の光のほぼ全てが反射するように（透過率〜０）設計されたフィルタであっても、１．３５μmの波長に対しては相当な透過率を示している。ここで、光の入射角はＷＤＭフィルタ１６の法線からの角度であるので、入射角７５°は、図６に示した広がり角の上限に対応する。このような入射光は、迷光となり、フィルタ１６内で多重反射、複屈折を繰り返してフィルタ１６から抜け出し、あるいは、キャップ内で乱反射を繰り返し、それらの迷光の一部がＰＤ１２に入射してしまう。
【００４８】
本実施形態の光モジュール１では、これら迷光がＰＤ１２に入射することを阻止するために、中央壁１８ｂを挟んで送信部と受信部とを分離し、且つ、受信部については、第２の底面１８ｇにフィルタ３０を装着して、迷光が直接ＰＤ１２に入射する割合を減じている。従来の構成では、ＷＤＭフィルタの背面はオープンとなっており、迷光がＰＤに入射する可能性が大きかった。また、ＬＤとＰＤとが単一のパッケージ内に収容されている従来の光モジュールでは、フィルタ３０のような光遮断フィルタをＰＤの近傍に設けることは困難であった。本実施形態のブロック１８を採用することにより、カットフィルタを設けることが可能となる。
【００４９】
次に、ＰＤ１２、ＬＤ１４、及び、ＷＤＭフィルタ１６を調芯して、光モジュールを製造する方法について説明する。図１０は、光モジュールを製造する方法を示す図である。ここでは、ＰＤ１２の光軸方向、即ち、搭載面１０ｅに直交する方向をＺ、ＬＤ１４の光軸の方向をＺＬとする。
【００５０】
この製造方法では、まず、図１０の（ａ）に示すように、ＰＤ１２及びＬＤ１４をそれぞれのハンドリング治具の機械的精度の範囲内で、搭載面１０ｅ上に配置する。通常、この時のＰＤ１２及びＬＤ１４の位置精度として１０〜１５μｍ程度の精度は十分に確保される。
【００５１】
次いで、図１０の（ｂ）に示すように、ＷＤＭフィルタ１６を装着したブロック１８を、搭載面１０ｅ上に配置し、ブロック１８を軸線ＺＬ方向に移動させて、ＰＤ１２、ＬＤ１４、及び、ＷＤＭフィルタ１６を調芯する。調芯を行うときには、図１０の（ｂ）に示すように、ＰＤ１２の直上位置、即ち、ＰＤ１２の光軸Ｚ上にＣＣＤカメラ等の画像取得装置３２が配置される。
【００５２】
画像取得装置３２によって取得される画像は、フィルタ３０及びフィルタ１６を透過して取得されるＰＤ１２の受光面の画像、及び、フィルタ１６によって反射されるＬＤ１４の画像が含まれる。
【００５３】
図１０の（ｃ）に示すように、画像取得装置３２によって取得される画像において、ＰＤ１２の受光部１２ａの中心とＬＤ１４の端面の縁部の中心とを一致させるよう、ブロック１８を移動させることで、ＰＤ１２、ＬＤ１４、及び、ＷＤＭフィルタ１６の調芯が実現される。なお、ＬＤ１４の縁部の中心には、ＬＤ１４の活性層の端面が位置している。移動後のブロック１８のステム１０ａへの固定には、樹脂を用いることができる。
【００５４】
以下、別の実施形態にかかる光モジュールについて説明する。図９は、別の実施形態に係る光モジュールの平面図である。図９は、光モジュール１Ａを、キャップを取り除いて示している。図９に示す光モジュール１Ａでは、ブロック１８Ａ及びＬＤサブマウント（搭載部材）２４Ａが、図１の光モジュール１の対応の部品と異なっている。以下、ブロック１８Ａ及びＬＤサブマウント２４Ａについて、詳細に説明する。
【００５５】
図１０は、別の実施の形態に係る光モジュールのブロックの斜視図である。図１０に示す光モジュール１Ａのブロック１８Ａの空間１８ｈは、貫通孔ではなく、その水平断面形状が三角形の一部を構成するものとなっている。本実施の形態では、ブロック１８Ａは、空間１８ｈを画成する二つの面１８ｋ，１８ｍを含んでいる。面１８ｋ及び１８ｍは、第１の波長の光が通過する方向（軸線Ｚ方向）に延びている。また、本例では、面１８ｋ及び１８ｍは、ＬＤ１４からの距離が離れるに従い互いの間隔が狭くなるように構成されている。
【００５６】
光モジュール１では、ブロック１８が提供する空間１８ｈの水平断面形状が円形となっていた。断面形状が円形の孔は、ドリルのみにより加工できるので生産性に優れる。しかしながら、発明者等の経験によると、曲面に入射する光は全ての方向に反射されるため、その反射光の一部がＰＤ１２に入射することがある。この対策を施したものがブロック１８Ａである。ブロック１８Ａの空間１８ｈは、面１８ｋと面１８ｍによって、その水平断面の形状が三角形の一部を構成するようになっているので、面１８ｋ及び面１８ｍで反射される光を特定の方向に向けることができる。したがって、ＰＤ１２への迷光を更に低減することができる。
【００５７】
また、ブロック１８Ａは、ブロック１８と異なり、中央壁１８ｂを有していない。その対策として、図９に示すように、光モジュール１Ａでは、金属製のＬＤサブマウント２４Ａの幅が、当該ＬＤサブマウント２４Ａが一対の側壁１８ａに接するよう拡大されている。また、ＬＤサブマウント２４Ａは、ＬＤ１４の光の出射方向においてＰＤ１２側に、ＬＤ１４よりも延びだしている。かかるＬＤサブマウント２４Ａは、ＰＤ１２を配置する空間をブロック１８Ａと共に画成しており、ＬＤ１４とＰＤ１２との電気的アイソレーションに寄与している。
【００５８】
また、ブロック１８Ａでは、搭載面１０ｅと側壁１８ａの頂部との間の距離が、搭載面１０ｅと斜面１８ｆとの間の距離より小さくなっている。即ち、側壁１８ａの頂部の上には、斜面１８ｆを露出させる空間が広がっている。これによって、面１８ｋ及び１８ｍによって反射される光を、ブロック１８の外側に逃がすことが可能となる。
【００５９】
なお、図１１に示すようにブロック１８Ｂのように、側壁１８ａは、斜面１８ｆと同じ高さまで延びていてもよい。
【００６０】
以下、更に別の実施形態に係る光モジュールについて説明する。図１２は、更に別の実施形態に係る光モジュールの斜視図である。図１２では、光モジュール１Ｃが、キャップを取り除いた状態で示されている。また、図１３は、図１２に示す光モジュールからブロックを取り除いた状態を示している。
【００６１】
図１２及び図１３に示す光モジュール１Ｃでは、ブロック１８Ｃ及びＬＤサブマウント２４Ｃが、光モジュール１の対応の部品とは異なっている。図１４及び図１５は、更に別の実施形態に係る光モジュールのブロックを示す斜視図である。図１４は、ブロックを上方から見た斜視図であり、図１５は、ブロックを下方から見た斜視図である。また、図１６は、図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿ってブロックを破断して示す斜視図である。
【００６２】
図１４〜図１６に示すブロック１８Ｃは、一対の側壁を有していない点で、光モジュール１のブロック１８とは異なっている。ブロックから一対の側壁を取り除いたことに対する対策として、図１２及び図１３に示すように、サブマウント２４Ｃに一対の側壁を設けている。
【００６３】
即ち、サブマウント２４Ｃは、ＬＤ１４及び配線基板２６を搭載するための中央部２４ａと、この中央部２４ａの両側に位置する一対の側壁２４ｂとを含んでいる。サブマウント２４Ｃの水平断面形状は略Ｃ字形状である。ブロック１８Ｃは、一対の側壁２４ｂと中央部２４ａとによって画成される空間に配置されている。一対の側壁２４ｂの間の間隔は、ブロック１８Ｃの幅より僅かに大きくなっている。
【００６４】
図１４〜図１６に示すように、ブロック１８Ｃは、ブロック１８における中央壁に相当する前方壁１８ｂ、この前方壁１８ｂの頂部から後方に向かって延び、その縦断面が三角形状の支持部１８ｃを有する。支持部１８ｃが提供する斜面１８ｆにはＷＤＭフィルタ１６が装着されており、支持部１８ｃの底面１８ｇには、光学フィルタ３０が装着されている。この底面１８ｇが、ＰＤ１２の上方に位置して、迷光がＰＤ１２に入射することを防止している。
【００６５】
ＰＤ１２は、前方壁１８ｂと支持部１８ｃ、及び、サブマウント２４Ｃの一対の側壁によって画成される空間に配置されている。また、前方壁１８ｂの底面１８ｅは、直接ステム１０ａの搭載面１０ｅに接触するので、ＰＤ１２とＬＤ１４との間の電気的アイソレーションが、この前方壁１８ｂによって実現される。
【００６６】
支持部１８ｃには、ＰＤ１２に入射する第１の波長の光が通過する空間１８ｈが形成されている。この空間１８ｈの水辺断面形状であるが、先の例の様に、この断面形状を三角形状としてもよい。
【００６７】
図１７は、更に別の実施形態に係る光モジュールの斜視図である。また、図１８は、図１７に示す光モジュールのブロックの斜視図である。図１７に示す光モジュール１Ｄは、図１２に示す光モジュール１Ｃを基礎とした変形例に係る光モジュールである。図１７に示す光モジュール１Ｄでは、ブロック１８Ｄが、光モジュール１Ｃの対応の部品と異なっている。
【００６８】
光モジュール１Ｄのブロック１８Ｄは、図１８に示すように、支持部１８ｃの両側に一対のフランジ１８ｎを有している。このフランジ１８ｎは、サブマウント２４Ｃの一対の側壁２４ｂの頂部上に配置することができる。したがって、ＰＤ１２、ＬＤ１４、及びＷＤＭフィルタ１６の調芯を行う際には、サブマウント２４Ｃの一対の側壁２４ｂの頂部に沿って、ブロック１８Ｄをスライドすることができる。したがって、ブロック１８Ｄによれば、前方壁１８ｂのみが搭載面１０ｅに接し、重心は支持部１８ｃにあるサブマウント２４Ｃよりも、調芯を安定して行うことが可能である。なお、ブロック１８Ｄの前方壁１８ｂの高さがサブマウント２４Ｃの側壁２４ｂの高さよりも僅かに低い方が、ブロック１８Ｄを安定してスライドさせるためには、好ましい。
【００６９】
図１９は、更に別の実施形態に係る光モジュールの主要部の断面図である。図２０は、図１９に示す光モジュールのブロックを示す斜視図である。図１９に示す光モジュール１Ｅは、光モジュール１Ｃを基礎とした変形例である。光モジュール１Ｅでは、ブロック１８Ｅが、光モジュール１Ｃの対応の部品と異なっている。
【００７０】
図２０に示すように、ブロック１８Ｅは、前方壁を有していない。しかしながら、ＷＤＭフィルタ１６の下端が、先の何れの例にも比較して下方に延長されている。また、このＷＤＭフィルタ１６を搭載するためのブロック１８Ｅの斜面１８ｆが先の例に比較して下方に延長されている。図６にも示したように、ＬＤ１４から出射した光は有意な広がり角を有しているが、この広がり角の範囲の最下限の光は、小さい入射角でＷＤＭフィルタへ入射し、その入射角ではＬＤの出射光は確実に反射される。従って、この最下限に近い側のＬＤ出射光がＷＤＭフィルタ１６によって反射されて迷光となる可能性は低い。
【００７１】
一方、ブロック１８Ｅの前方壁を除去したことに対する対策として、本例では、ブロック１８Ｅの斜面１８ｆを従前の例に比較して前方側、即ちＬＤ側に延ばすことによって、電気的クロストークの低下を図っている。なお、ブロック１８Ｅの幅をサブマウント２４Ｃの一対の側壁２４ｂの間の間隔より僅かに小さくして、ブロック１８Ｅの側面を側壁２４ｂの内面に接着してブロック１８Ｅを固定する点については、先の実施の形態と同様である。
【００７２】
図２１及び図２２は、ブロックの更なる変形例を示す斜視図である。図２１に示すブロック１８Ｆ、図２２に示すブロック１８Ｇは、ブロック１８Ｅの更なる変形例である。図２１に示すブロック１８Ｆでは、空間１８ｈの水平断面形状が、半円形となっている。また、図２２に示すブロック１８Ｇでは、空間１８ｈの水平断面形状が三角形になっている。
【００７３】
空間１８ｈの水平断面が円形の場合には、反射光が分散されるので、一方向に絞ってみれば反射光強度が極めて小さくなる。しかしながら、理論上ゼロではなく有限の反射光が存在し、これが迷光となる可能性が残る。図２１に示すブロック１８Ｆの空間１８ｈは、貫通孔を画成する面の一部を除去することによって形成された空間であり。また、図２２に示す空間１８ｈは、その水平断面形状を三角形としたものであり、空間１８ｈは２面で画成されており、ＬＤ１４側に開放された空間となっている。図２１及び図２２のブロックのように、空間１８ｈをＬＤ１４側に開放した空間とすることによって、空間１８ｈを画成する面で乱反射される光を逃がすことができ、その結果、光クロストークを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】一実施形態に係る双方向光モジュールを一部破断して示す斜視図である。
【図２】図１に示す光モジュールを、キャップを取り除いて示した平面図である。
【図３】ブロックの一例を示す斜視図である。
【図４】ブロックの一例を示す斜視図である。
【図５】図３に示すブロックを一部破断して示す斜視図である。
【図６】図２に示すＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】波長１．３１μｍ以下の波長の光を反射し、それ以上の波長の光を透過するように設計されたWDMフィルタの、透過率の入射角依存性を示すグラフである。
【図８】光モジュールを製造する方法を示す図である。
【図９】別の実子形態に係る光モジュールの平面図である。
【図１０】別の実施の形態に係る光モジュールのブロックの斜視図である。
【図１１】光モジュールのブロックの別の例の斜視図である。
【図１２】更に別の実施形態に係る光モジュールの斜視図である。
【図１３】図１２に示す光モジュールからブロックを取り除いた状態を示している。
【図１４】更に別の実施形態に係る光モジュールのブロックを示す斜視図である。
【図１５】更に別の実施形態に係る光モジュールのブロックを示す斜視図である。
【図１６】図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿ってブロックを破断して示す斜視図である。
【図１７】更に別の実施形態に係る光モジュールの斜視図である。
【図１８】図１７に示す光モジュールのブロックの斜視図である。
【図１９】更に別の実施形態に係る光モジュールの主要部の断面図である。
【図２０】図１９に示す光モジュールのブロックを示す斜視図である。
【図２１】ブロックの更なる変形例を示す斜視図である。
【図２２】ブロックの更なる変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
１，１Ａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…光モジュール、１０…パッケージ、１０ａ…ステム、１０ｂ…リードピン、１０ｃ…キャップ、１０ｅ…搭載面、１２…受光素子（ＰＤ）、１４…発光素子（ＬＤ）、１６…ＷＤＭフィルタ、１８，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ，１８Ｅ，１８Ｆ，１８Ｇ…ブロック、１８ａ…側壁、１８ｂ…中央壁（前方壁）、１８ｃ…支持部、１８ｄ…上面、１８ｅ…第１の底面、１８ｆ…斜面、１８ｇ…第２の底面、１８ｈ…空間、１８ｋ，１８ｍ…面、１８ｎ…フランジ、２０…サブマウント（ＰＤサブマウント）、２２…プリアンプ、２４，２４Ａ，２４Ｃ…ＬＤサブマウント、２４ａ…中央部、２４ｂ…側壁、２６…配線基板、３０…光学フィルタ、３２…画像取得装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2010039115.tif 000021
【図２０】
2010039115.tif 000022
【図２１】
2010039115.tif 000023
【図２２】
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